汽车电子控制器的模态仿真技术研究（二）

　　图20 ：带传感器的第一阶模态：149Hz

　　图21：带传感器的第二阶模态：252Hz

　　图22：带传感器的第三阶模态：291Hz

　　对比修正仿真分析和试验得到的前三阶振型，发现振型匹配很好；对比的前三阶频率，发现最大相对误差保持在6.8％以下，如表3。根据以上分析结果，可以判定传感器的重量是造成试验和仿真误差过大的主要原因。考虑传感器影响时，仿真分析的可信度能够达到93%以上，根据工程实际对可信度的要求，可以判定该仿真结果是控制器模态的真实反映。

表3：考虑传感器的仿真结果与试验结果的对比

　　5.3单元类型的影响分析

　　本小节对一阶四面体单元是否适合在模态分析中使用进行验证。一阶四面体单元具有四个节点，边是直线，面是平面，加载变形后边和面仍要保持直线和平面。二阶四面体单元由十个节点，边可以是曲线，面可以是曲面，加载变形后边和面可以是曲线和曲面。所以用一阶四面体单元组成的网格模拟真实复杂的变形和应力场，具有一定的局限性。使用一阶四面体单元和二阶四面体单元对控制器下壳体进行约束模态分析。对比两种情况下算得的前三阶振型，发现振型一致；固有频率结果如表4，对比表4中的数据，发现用一阶四面单元算得的前三阶模态频率比二阶四面体单元算得的前三阶模态频率都要高，并且一阶四面体单元算得的模态频率更偏离实验结果。所以模态仿真分析不能使用一阶四面体单元。

表4：一阶四面体单元和二阶四面体单元对比

　　5.4 粘贴方式的影响分析

　　电器件直接面对面粘贴到PCB上的方式相比电器件针脚位置的单元粘贴到PCB上的方式会增大PCBA的局部刚性，对PCBA的自由模态有一定的影响。进行两种粘贴方式下的PCBA的自由模态分析，得到的模态频率如表5。对比两种粘贴方式下的模态频率发现，电器件直接面对面粘贴的方式的PCBA模态频率偏大，证明了较大电器件直接面对面粘贴到PCB上的粘贴方式增大了PCBA的局部刚性，使得模态频率变大。

表5：直接面面粘贴和针脚位置单元粘贴对比